3Gbps衛(wèi)星自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)發(fā)送端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、衛(wèi)星通信具有通信覆蓋區(qū)域廣、容量大等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)國(guó)家的信息化建設(shè)至關(guān)重要。以高通量通信衛(wèi)星為例，通信速率可達(dá)幾十吉比特每秒以上，可以滿足航空、高鐵、邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信需求。而衛(wèi)星通信系統(tǒng)要達(dá)到高吞吐率的要求，適合采用匹配信道狀態(tài)變化的自適應(yīng)傳輸技術(shù)。傳統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼（Adaptive Modulation and Coding，AMC）技術(shù)依賴(lài)信道估計(jì)且不能平滑調(diào)整速率，不適合長(zhǎng)時(shí)延的衛(wèi)星通信。為此，本論文基于隨機(jī)映射碼（Random

2、Projection Code，RPC）和混合自動(dòng)重傳（Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ）技術(shù)，完成了適合衛(wèi)星通信的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)發(fā)送端設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)3Gbps的傳輸速率。
　　本文首先分析了衛(wèi)星通信的特點(diǎn)，給出了基于RPC和HARQ的自適應(yīng)傳輸方案，著重分析系統(tǒng)發(fā)送端的設(shè)計(jì)原理和各模塊的作用。然后，設(shè)計(jì)了發(fā)送端自適應(yīng)傳輸控制協(xié)議。為了降低幀頭開(kāi)銷(xiāo)，增加信道利用率，提出大包作為下行傳輸單位，

3、給出大包內(nèi)容組成和包頭字段的定義，介紹自適應(yīng)傳輸實(shí)現(xiàn)流程。針對(duì)發(fā)送端發(fā)送指令過(guò)多的問(wèn)題，提出組幀概念，對(duì)協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化，可將指令數(shù)量減少為原先的1/G，同時(shí)仿真結(jié)果表明，在組幀個(gè)數(shù)G-2、4、6、8時(shí)，系統(tǒng)吞吐率只下降了不到3％。最后，給出發(fā)送端高速編碼電路的實(shí)現(xiàn)方案。為達(dá)到系統(tǒng)3Gbps的傳輸目標(biāo)，編碼電路同時(shí)對(duì)4幀數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。在信道編碼電路設(shè)計(jì)中，基于遞推原理，每幀數(shù)據(jù)采取8路CRC和BCH并行編碼；利用校驗(yàn)矩陣的雙對(duì)角特性，每幀數(shù)

4、據(jù)采取64路LDPC并行差分編碼。經(jīng)上板測(cè)試，信道編碼電路可以穩(wěn)定工作在230M的時(shí)鐘頻率，達(dá)到3.8Gbps的編碼吞吐率。在RPC編碼電路設(shè)計(jì)中，利用編碼矩陣稀疏準(zhǔn)循環(huán)的特性，實(shí)現(xiàn)了基于矩陣查找表和編碼結(jié)果查找表的兩級(jí)查找表的4路編碼電路，經(jīng)上板測(cè)試，RPC編碼電路可以穩(wěn)定工作在180M的時(shí)鐘頻率，達(dá)到1.6Gsps的編碼吞吐率。
　　本文所提出的3Gbps自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端，充分考慮衛(wèi)星通信的場(chǎng)景和特點(diǎn)，達(dá)到較高的系統(tǒng)吞吐